Ostatecznie na soborze lyońskim II, w 1274 roku Michał VIII, jako reprezentant Kościoła prawosławnego, uznał listownie ważność siedmiu sakramentów, zaaprobował formułę filioque, która miała odtąd obowiązywać w atanazjańskim wyznaniu wiary, zaakceptował naukę o czyśćcu głoszoną przez Kościół katolicki i wyznał weń wiarę oraz, co chyba najważniejsze, przyjął doktrynę o supremacji papieża. Deklarował ponadto udział Cesarstwa w przyszłej krucjacie. Michał nie pojawił się na soborze. W jego imieniu unię zawarli posłowie: były patriarcha German, wielki logoteta Jerzy Akropolita, metropolita Nicei Teofanes. 6 lipca odczytano na soborze list Michała VIII oraz list duchowieństwa greckiego, po czym uznano unię za zawartą. W Konstantynopolu ogłoszono ją 12 stycznia 1275 roku.

Unia uratowała co prawda Cesarstwo, jednak przyczyniła się do upadku politycznego samego cesarza. Społeczeństwo Bizancjum uznało uchwalenie unii za zdradę. W dużej mierze było ono przeciwne jakimkolwiek rozmowom, negocjacjom czy porozumieniom z Kościołem katolickim. Szczególny opór stawiali mnisi. Niezadowolenie budziło przyjęcie formuły filioque oraz zwierzchnictwa Rzymu nad całym Kościołem prawosławnym.